NO309388B1

NO309388B1 - Termisk krakking av en hydrokarbontilförsel

Info

Publication number: NO309388B1
Application number: NO953715A
Authority: NO
Inventors: Leonardus Marinus Maria Hooft; Hugo Gerardus Polderman; Franciscus Antonius Schrijvers; Willem Cornelis Jan Van Voorst
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2001-01-22
Also published as: FI954441A0; DE69400917T2; ES2096463T3; NO953715D0; JPH08511039A; DE69400917D1; AU6503894A; NO953715L; CN1119875A; KR100295069B1; RU2114894C1; EP0690900B1; CZ244095A3; WO1994021749A1; SA94140602B1; FI954441A; MD1207C2; HUT73408A; CN1038043C; HU216102B

Description

Denne oppfinnelse angår termisk krakking av en hyd-rokarbontilførsel, som beskrevet i The Petroleum Handbook, 6. utgave, Elsevier, 1983, sider 279-281.

Termisk krakking av en hydrokarbontilførsel omfatter oppvarmning av tilførselen ved en temperatur i området fra 390 til 530 °C og ved et trykk i området fra 0,2 til 5 MPa, inn-føring av tilførselen i et reaksjonskammer, separering av strømmen fra reaksjonskammeret i en strøm av lette produkter og i en strøm av tunge produkter og innføring av strømmen av tunge produkter i en vakuumdestillasjonskolonne for separasjon av strømmen av tunge produkter i fraksjoner ved et trykk i området fra 1 til 10 kPa og ved en temperatur i området fra 320 til 400 °C.

Ved den kjente fremgangsmåte benyttes en rørledning for å føre strømmen av tunge produkter til vakuumdestillasjonskolonnen. Fordi trykket i strømmen av tunge produkter er høyere enn trykket i vakuumdestillasjonskolonnen, må trykkfallet i rørledningen være lik trykkdifferansen mellom trykket i strømmen av tunge produkter og trykket i vakuumdestillasjonskolonnen. En metode til å oppnå dette temmelig høye trykkfall gjennom rørledningen består i å utstyre rørledningen med en innsnevret åpning, f.eks. i form av en strømningsregulerende ventil. Imidlertid finner det sted hurtig fordampning når strømmen av tunge produkter strupes gjennom en reguleringsven-til. Denne hurtige fordampning ledsages av dannelse av meget små væskedråper som ikke lett lar seg håndtere i vakuumdestillasjonskolonnen.

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en enkel måte hvorpå fordampningen over den innsnevrede åpning kan undertrykkes.

For dette formål omfatter fremgangsmåten for termisk krakking av en hydrokarbontilførsel i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppvarming av tilførselen ved en temperatur i området fra 390 til 530 " C ved et trykk i området fra 0,2 til 5 MPa, innføring av tilførselen i et reaksjonskammer, separasjon av strømmen fra reaksj onskammeret i en strøm av lette produkter og i en strøm av tunge produkter, og innføring av strømmen av tunge produkter i en vakuumdestillasjonskolonne for separasjon av strømmen av tunge produkter i fraksjoner ved et trykk i området fra 1 til 10 kPa og ved en temperatur i området fra 320 til 400 °C. Fremgangsmåten er særpreget ved at innføringen av strømmen av tunge produkter i vakuumdestillasjonskolonnen omfatter føring av strømmen av tunge produkter gjennom en innsnevret åpning, føring av strømmen av tunge produkter opp gjennom et standrør som har en slik lengde at fluidtrykket i standrørets ende er slik at fordampning i rørets nedre ende undertrykkes, og påfølgende føring av strøm-men av tunge produkter gjennom en overføringsrørledning som munner ut i vakuumdestillasjonskolonnen, idet overføringsrør-ledningen har en slik utformning at fluidtrykket ved dets ut-løp samsvarer med fluidtrykket i vakuumdestillasjonskolonnen.

Uttrykket "utformning av overføringsrørledningen" i beskrivelsen og i kravene benyttes med henvisning til de trekk ved overføringsrørledningen som bidrar til trykkfallet langs overføringsrørledningen, f.eks. overføringsrørledningens di-mensjoner og andre strømningsmotstander som f .eks. bend eller U-rør i overføringsrørledningen.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempler, med henvisning til de vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 skjematisk viser et arrangement for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 skjematisk viser et alternativt arrangement for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Det vises til fig. 1. Arrangementet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innbefatter en ovn 1 utstyrt med en brenner 2 og en skorstein 3 samt et oppvarmningsrør 4 anordnet i ovnen 1. Oppvarmningsrøret 4 er forbundet med en innløpsrør-ledning 7 og en utløpsrørledning 9.

Utløpsrørledningen 9 er forbundet med innløpet til et reaksjonskammer 15. Reaksjonskammeret er nærmere beskrevet i europeisk patentskrift nr. 7656. Reaksjonskammerets 15 utløp er forbundet via rørledning 17 med en separasjonsanordning i form av en syklonseparator 20.

Syklonseparatoren 20 har to utløp, nemlig et utløp 21 for lette produkter og et utløp 24 for tunge produkter. Ut-løpet 21 for lette produkter er forbundet med en rørledning (ikke vist) som fører til en anordning (ikke vist) for ytter-ligere behandling av de lette produkter. Utløpet 24 for tyngre produkter er forbundet via et rørledningssystem 26 med en vakuumdestillasjonskolonne 30.

Vakuumdestillasjonskolonnen 30 har en utløpsrørled-ning 31 som er forbundet med en vakuumpumpe (ikke vist), en restutløpsrørledning 32 for tunge produkter og en utløpsrør-ledning 33 for en mellomproduktfraksjon. Innretninger for opp-rettelse av en egnet tilbakeløpsstrøm til den øvre del av vakuumdestillasjonskolonnen 30 og en strøm av strippemedium til vakuumdestillasjonskolonnens 30 bunndel er ikke vist.

Rørledningssystemet 26 innbefatter en rørledningssek-sjon 35 hvor det er anordnet en innsnevret åpning i form av en strømningsreguleringsventil 36, et standrør 38 forbundet med rørledningsseksjonen 35 og en overføringsrørledning 40 som munner ut i vakuumdestillasjonskolonnen 30.

Lengden av standrøret 38 bestemmes slik at fluidtrykket i den nedre ende av standrøret 38 under normal drift blir slik at fordampning av fluidet i dets nedre ende undertrykkes. Uttrykket "undertrykking av fluidets fordampning" benyttes i beskrivelsen og i kravene for å angi at høyst en liten mengde væske fordampes (mindre enn ca. 5 vol%).

Utformningen av overføringsrørledningen 40 er slik at fluidtrykket i overføringsrørledningen 40 ved dettes utløps-ende 41 under normal drift vil samsvare med fluidtrykket i vakuumdestillasjonskolonnen 30. Dette innebærer at overfø-ringsrørledningen 40 er slik konstruert at den friksjon som fluidet som strømmer gjennom overføringsrørledningen 40 utset-tes for, svarer til differansen mellom trykket ved utløpet av standrøret 38 og trykket i vakuumdestillasjonskolonnen 30. I dette tilfelle innbefatter overføringsrørledningen 40 flere rette seksjoner 43 som er forbundet med hverandre ved hjelp av bøyde forbindelsesledd i form av U-formede koblingsstykker 44.

Under normal drift innføres 3000 tonn/døgn av en hyd-rokarbontilførsel kontinuerlig i ovnen 1 ved et trykk på 3

MPa, og tilførselen oppvarmes ved en temperatur på 450 "C i ovnen 1. Oppvarmet tilførsel innføres så i reaksjonskammeret 15, hvor tilførselen krakkes. Strømmen av produkter fra reaksjonskammeret 15 separeres i syklonseparator 20 i 900 tonn/- døgn lette produkter, som tas ut gjennom utløp 21, og i 2100 tonn/døgn tunge produkter, som tas ut gjennom utløp 24. De tunge produkter innføres via rørledningssystemet 26 i vakuumdestillasjonskolonnen 30, som drives ved et trykk på 5 kPa og ved en temperatur på 380 °C. I vakuumdestillasjonskolonnen 30 separeres strømmen av tunge produkter i 200 tonn/døgn av en gassformig fraksjon som tas ut gjennom utløpsrørledning 31, 400 tonn/døgn mellomfraksjon som tas ut gjennom utløpsrørled-ning 33, og 1500 tonn/døgn av en rest som tas ut gjennom re-stutløpsrørledning 32.

Trykktapet over strømningsreguleringsventilen 36 er på 150 kPa.

Lengden av standrøret 38 er 15 m. Tilstedeværelsen av væske i standrøret 38 hindrer fordampning av væske ved ned-strømsenden av strømningsreguleringsventilen 36.

Lengden av overføringsrørledningen 40 er 70 m, den midlere innvendige diameter av overføringsrørledningen 40 er 50 cm, og overføringsrørledningen innbefatter fire U-formede koblingsstykker 44. Fluidtrykket ved innløpet til overførings-rørledningen 40 er 60 kPa, og fluidtrykket ved dens utløp tilsvarer fluidtrykket i vakuumdestillasjonskolonnen 30.

Utelatelse av standrøret 38 ville resultere i fordampning ved eller nær strømningsreguleringsventilen 36. Slik fordampning er ukontrollert og ledsages av dannelse av ekstremt små væskedråper.

Det vises nå til fig. 2, som viser et alternativt arrangement for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Deler av arrangementet som tilsvarer dem i arrangementet beskrevet med henvisning til fig. 1 er gitt de samme henvisningstall.

I arrangementet på fig. 2 separeres strømmen fra reaksjonskammeret 15 i en destillasjonskolonne 50 i en strøm av lette produkter, som tas ut gjennom utløp 51, og i en strøm av tunge produkter som tas ut gjennom utløp 52.

Strømmen av tunge produkter tilføres så gjennom rør-ledningssystem 26 til vakuumdestillasjonskolonnen 30.

Innretninger for å fremskaffe en egnet tilbakeløps-strøm til den øvre del av destillasjonskolonnen 50 og en strøm av strippemedium til bunndelen av destillasjonskolonnen 50 er ikke vist.

Bøyde koblingsstykker kan ha en L-form.

Tilstedeværelsen av væske i standrøret hindrer fordampning av væske ved nedstrømsenden av den innsnevrede åpning. Utelatelse av standrøret ville resultere i fordampning ved eller nær den innsnevrede åpning, og slik fordampning er ukontrollert og ledsages av dannelse av meget små væskedråper. I vakuumdestillasjonskolonnen kan disse små, fine væskedråper ikke skilles fra gasstrømmen, slik at væskedråpene føres med av den fraksjon som forlater vakuumdestillasjonskolonnen gjennom utløpsrørledningen for mellomfraksjonen eller føres med av den gassformige strøm som forlater toppen av vakuumdestillasjonskolonnen gjennom utløpsrørledningen. Denne medrivning har uheldig innvirkning på vakuumdestillasjonskolonnens separa-sj onsvirkningsgrad.

Standrøret 38 som er beskrevet med henvisning til figurene 1 og 2, utgjøres av et vertikalt rør, men det vil forstås at standrøret også kan utgjøres av et skråstilt rør, forutsatt at det under normal drift er tilstrekkelig mye væske i standrøret til å hindre fordampning.

Claims

X. Fremgangsmåten for termisk krakking av en hydrokar-bontilførsel, omfattende oppvarming av tilførselen ved en temperatur i området fra 390 til 530 °C ved et trykk i området fra 0,2 til 5 MPa, innføring av tilførselen i et reaksjonskammer, separasjon av strømmen fra reaksjonskammeret i en strøm av lette produkter og i en strøm av tunge produkter, og inn-føring av strømmen av tunge produkter i en vakuumdestillasjonskolonne for separasjon av strømmen av tunge produkter i fraksjoner ved et trykk i området fra 1 til 10 kPa og ved en temperatur i området fra 320 til 400 °C, karakterisert ved at innføringen av strømmen av tunge produkter i vakuumdestillasjonskolonnen omfatter føring av strømmen av tunge produkter gjennom en innsnevret åpning, føring av strømmen av tunge produkter opp gjennom et standrør som har en slik lengde at fluidtrykket i standrørets ende er slik at fordampning i rørets nedre ende undertrykkes, og påfølgende føring av strøm-men av tunge.produkter gjennom en overføringsrørledning som munner ut i vakuumdestillasjonskolonnen, idet overføringsrør-ledningen har en slik utformning at fluidtrykket ved dets ut-løp samsvarer med fluidtrykket i vakuumdestillasjonskolonnen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at overføringsrørledningen innbefatter flere rette seksjoner som er sammenkoblet med bøyde sammenkoblingsledd.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at strømmen fra reaksj onskammeret separeres i en syklonseparator i en strøm av lette produkter og en strøm av tunge produkter.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at strømmen fra reaksjonskammeret separeres i en destillasjonskolonne i en strøm av lette produkter og en strøm av tunge produkter.